(19) |
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(11) |
EP 1 105 258 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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31.03.2004 Patentblatt 2004/14 |
(22) |
Anmeldetag: 18.08.1999 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC)7: B25J 19/00 |
(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP1999/006040 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2000/010777 (02.03.2000 Gazette 2000/09) |
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(54) |
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM GEWICHTSAUSGLEICH EINES ROBOTERARMS
DEVICE AND METHOD FOR BALANCING THE WEIGHT ON A ROBOT ARM
DISPOSITIF ET PROCEDE D'EQUILIBRAGE DE POIDS POUR BRAS DE ROBOT
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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DE FR GB IT SE |
(30) |
Priorität: |
19.08.1998 DE 19837595
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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13.06.2001 Patentblatt 2001/24 |
(73) |
Patentinhaber: KUKA Roboter GmbH |
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86165 Augsburg (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- ORTMEIER, Helmut
D-97990 Weikersheim (DE)
- ENGELHARDT, Dietrich
D-86316 Friedberg (DE)
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(74) |
Vertreter: Lempert, Jost, Dipl.-Phys. Dr. rer.nat. et al |
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Patentanwälte,
Dipl.-Ing. Heiner Lichti,
Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. Jost Lempert,
Dipl.-Ing. Hartmut Lasch,
Postfach 41 07 60 76207 Karlsruhe 76207 Karlsruhe (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
GB-A- 2 109 337
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US-A- 4 229 136
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- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 018, no. 666 (M-1724), 15. Dezember 1994 (1994-12-15)
-& JP 06 262561 A (TOKICO LTD), 20. September 1994 (1994-09-20)
- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1998, no. 01, 30. Januar 1998 (1998-01-30) -& JP 09
229009 A (DENSO CORP), 2. September 1997 (1997-09-02)
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Gewichtsausgleich eines
Roboterarms eines Roboters.
[0002] Zur Kompensation statischer Lasten weist ein Roboter in der Regel eine Vorrichtung
zum Gewichtsausgleich auf, die beispielsweise als bewegliches Gegengewicht zum Roboterarm
ausgebildet sein kann. Zur Einstellung einer solchen Vorrichtung zum Gewichtsausgleich
ist es beispielsweise bekannt, das dynamische und statische Verhalten der durch die
Robotermechanik sowie den Roboterantrieb festgelegten Regelstrecke mathematisch anhand
von Bewegungsgleichungen für den gesamten Roboter zu modellieren. In die erhaltenen
Bewegungsgleichungen lassen sich die Gleichgewichtsbedingungen in Abhängigkeit der
Position des Roboterarms für jede Koordinatenachse einsetzen. Löst man dieses Gleichungssystem
nach den Antriebsmomenten auf, so erhält man den zeitlichen Sollverlauf von Geschwindigkeit
und Antriebsmomenten für vorgegebene Bewegungen des Roboterarms. Der auf diese Weise
erhaltene Sollwert kann in der Regelegung zur Vorsteuerung verwendet werden. Während
im Idealfall - bei exakter mathematischer Modellierung der realen Bewegungsverhältnisse
des Roboters - keine Regelabweichung aufträte, ist in der Praxis ein Regler unabdingbar,
um die Fehler des Modells auszugleichen. Hierzu muss der beispielsweise als PID-Regler
ausgebildete Regler mittels eines Stellgliedes mit den tatsächlichen Bewegungsverhältnissen
des Roboters beaufschlagt werden, so dass der Regler in der Lage ist, die Differenzen
nachzuregeln. Auf diese Weise kann der Roboterarm zu jedem Zeitpunkt mit maximal möglicher
Geschwindigkeit bzw. mit maximal möglicher. Beschleunigung betätigt werden, ohne die
zulässigen Grenzwerte zu überschreiten.
[0003] Es sind z.B. Gasfedern bekannt, die beispielsweise so an einem Roboterarm befestigt
sind, dass sie bei Auslenkung des Roboterarms komprimiert bzw. gestreckt werden und
somit den von der Auslenkung des Roboterarms abhängigen Druck in eine von dieser Auslenkung
abhängige Kraft umsetzen. Nachteilig bei der Verwendung solcher Gasfedern ist insbesondere
die Tatsache, dass die Beziehung zwischen Auslenkung und Kraft einer Gasfeder nur
dann proportional ist, solange das Verhalten des Gases mit der idealen Gasgleichung
angenähert werden kann. Da sich insbesondere bei höheren Gasdrücken das Gas nicht
mehr ideal verhält und sich bei der Kompression erwärmt bzw. bei der Depression abgekühlt,
weist die mittels Gasfedern erzeugt Kraft eine erhebliche Schwankungsbreite auf, was
einerseits zu einer schwankenden Lastkompensation aufgrund von Temperaturänderungen
und andererseits zu einer mangelhaften Ausnutzung der Antriebsressourcen führt, da
die Leistungsgrenzwerte des Roboters sich aus Sicherheitsgründen an den ungünstigen
Werten orientieren müssen. Ferner werden durch Leckagen der Gasfedern verursachte
Druckabfälle nicht erkannt, was zu Überlastung und Schädigung des Roboters führen
kann.
[0004] Die JP 6-262 561 betriff einen Gewichtsausgleich und ein Verfahren zur Erzielung
eines solchem mit einem gesteuerten Pneumatikzylinder, dessen Druckwert nicht konstant
bleiben soll, sondern je nach Stellung des Roboters an die Stellung in unterschiedlicher
Weise verändert und angepasst werden soll. Dem gemäss ist ein Regelmechanismus vorgesehen,
in den mittels eines Pneumatikzylinders gemessen, mit einem aus einem Speicher entnommenen
vorgegebenen Soll-Wert verglichen und entsprechend eine Druckänderung im Pneumatikzylinder
vorgenommen wird. Auch die US 4 229 136 zeigt einen aktiven Pneumatikzylinder, dessen
Beaufschlagung an vorgegebene Soll-Werte angepasst wird, die augrund von gespeicherten
Gewichten bekannter Werkzeuge und Gegenstände bestimmt sind. Keine der Druckschriften
nutzt die Messdaten eines fluiddruckmessenden Sensors zur Beeinflussung der Bewegung
des Roboters selbst über dessen Steuerung und die von dieser gesteuerten Antriebe.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Gewichtsausgleich eines Roboterarms eines Roboters
der eingangs genannten Art vorzuschlagen.
[0006] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäss Anspruch 1 und ein
Verfahren gemäss Anspruch 8 gelöst.
[0007] Durch die Messung des Druckes des in der Gasfeder eingeschlossenen Gases erhält man
einen für den momentanen Bewegungszustand des Roboters repräsentativen Wert. Die hohe
Zuverlässigkeit und Exaktheit eines derartigen Drucksensors hat zur Folge, dass der
Roboter praktisch bis zu seinen Leistungsgrenzwerten angetrieben werden kann und somit
mit der größten Effizienz arbeitet. Ein weiterer Vorteil ist das Erkennen von Leckagen
in der Fluidfeder durch einen Druckabfall.
[0008] In bevorzugter Ausführung ist der erfindungsgemäße Drucksensor mit einem oder mehreren
Grenzwertgebern zur Erzeugung von Signalen bei erreichten vorgebbaren Druckgrenzwerten
verbunden. Dieser Grenzwertgeber wiederum ist bevorzugt mit einer Schutzeinrichtung
zur automatischen Abschaltung des Roboterantriebs bei Über- und/oder Unterschreiten
eines vorgebbaren Druckgrenzwertes verbunden. Auf diese Weise wird eine Überlastung
oder Schädigung des Roboters zuverlässig vermieden, indem bei einem sehr hohen Druck,
beispielsweise in unzulässigen Extremstellungen des Roboterarms oder zu hoher Temperatur,
oder bei sehr niedrigem Druck, z. B. bei einem Leck in der Gasfeder, der Roboterantrieb
automatisch abgeschaltet wird.
[0009] In weiterhin bevorzugter Ausführung weist die Vorrichtung zum Gewichtsausgleich eines
Roboterarms eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung des durch den Drucksensor
gemessenen Drucks der Fluidfeder auf, die vorzugsweise zur Überwachung des zeitlichen
Druckverlaufes der Fluidfeder zur Ermöglichung einer pädiktiven Diagnose ausgebildet
ist. Insbesondere ist vorgesehen, daß die Überwachungseinrichtung zur Überwachung
des gemessenen Drucks sowie des zeitlichen Druckverlaufes der Fluidfeder in Abhängigkeit
von Stellungen des Roboterarms ausgebildet ist. Eine derartige Überwachungseinrichtung,
die die Druckverhältnisse in jeder Bewegungsphase des Roboterarms überwacht, ermöglicht
eine Anpassung der Bewegungsdaten mittels Nachregelung und eine optimalen Ausnutzung
der Antriebsressourcen. Ferner werden schleichende Veränderungen des Drucks und Anomalien
des Druckverlaufes erkannt und somit beispielsweise Hinweise auf eine fällige Wartung
des Roboters erhalten.
[0010] Der Fluiddruck wird vorzugsweise auf Erreichen vorgegebener Grenzwerte überwacht
und der Roboterantrieb bei Über- und/oder Unterschreiten eines vorgebbaren Druckgrenzwertes
abgeschaltet, um eine Überlastung und Schädigung des Roboters zu vermeiden.
[0011] In weiterhin bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, daß der gemessene Druck und insbesondere
der zeitliche Druckverlauf der Fluidfeder überwacht wird und sowohl der gemessene
Druck als auch der zeitliche Druckverlauf der Fluidfeder in Abhängigkeit von den Stellungen
des Roboterarms überwacht werden.
[0012] In einer Steuereinrichtung eines Roboters wird dessen statisches und dynamisches
Verhalten im Rahmen eines Robotermodells mathematisch in einem Gleichungssystem nachgebildet.
Dies erlaubt aus den Momenten am Antrieb (Motor) das Moment am einzelnen Abtrieb mit
allen Einflüssen (Gravitation, Reibung, Trägheit, Zentrifugalkräfte, Abstütztkräfte
etc.) zu berechnen, aus der Achsstellung, Achsgeschwindigkeit und Achsbeschleunigung
das für diese aktuelle Fahrsituation erforderliche Antriebsmoment (Motor) zu berechnen
(Momentenvorsteuerung) und aus der Achsstellung und den gegebenen maximal zur Verfügung
stehenden Motor- und Getriebemomenten die maximal zulässige Beschleunigung aller Achsen
zu bestimmen.
[0013] Berücksichtigt werden dabei u.a. Masse, Schwerpunkt der Trägheiten der Robotermechanikkomponenten,
Masse, Schwerpunkt und Trägheiten der angebauten Last (Werkzeug, Nutzlast), Motormomente,
Getriebemomente, Reibmomente, Gravitations-, Coriolis-, Zentrifugal- und Abstützmomente
und Achsposition, Achsgeschwindigkeit und Achsbeschleunigung.
[0014] Unter Verwendung der o.g. Eingangswerte berechnet das Modell die aktuell erforderlichen
Motormomente und liefert diese im Sinne einer Momentenvorsteuerung an die Antriebsregelung.
Dieses Verfahren entlastet die Antriebsregelung und verbessert damit die statische
und dynamische Genauigkeit des Roboters. Im Idealfall entsprächen die berechneten
Momente den realen Momenten und die Antriebsregler wären arbeitslos. In der Praxis
haben die Antriebsregler nur die Fehlbeträge auszugleichen, die durch die Unvollkommenheit
des Modells oder die Ungenauigkeit der Vorgaben bedingt sind.
[0015] Neben der Momentenvorsteuerung liefert das Modell auch Informationen an das Modul
Bahnplanung/Fahrprofilgenerierung. Dieses Modul sorgt dafür, daß die Beschleunigungs-
und Bremsrampen stets so eingestellt werden, daß die meistbeanspruchte Achse mit den
zulässigen Maximalwerten fährt. Dies ermöglicht maximale Fahrdynamik bei gleichzeitiger
Einhaltung der Grenzwerte.
[0016] Bisher wird die Unterstützungskraft des Gewichtsausgleichs prinzipiell berücksichtigt,
indem die Federkraft des Zylinders in Abhängigkeit von der Achsstellung berechnet
wird. Diese Berechnung erfolgt mit vorgegebenen Konstanten und kann damit die Abweichungen
im praktischen Betrieb nicht berücksichtigen. Diese Abweichungen entstehen durch Leckage,
Temperatur und/oder zeitlicher Druckverlauf infolge adiabatischen Prozesses.
[0017] Diese Ungenauigkeiten führen zu einer erhöhten Beanspruchung der Regelung, andererseits
werden Fehlerzustände (falsche Druckeinstellung, falsche Parametervorgabe für das
Modell, starker Druckverlust, sonstige Schäden und Fehlfunktionen des Zylinders) nicht
oder erst bei extremen Ausprägungen erkannt.
[0018] Zur Vermeidung dieser Nachteile ist der erfindungsgemäße Drucksensor daher mit der
Steuereinrichtung des Roboters zur Anpasung der Bewegungsdaten des gemessenen Drucks
der Fluidfeder an Parameter der Bewegungssteuerung verbunden, so daß eine Verbesserung
der Vorsteuerung der Bewegungsdaten eines solchen Roboters erfolgt und damit die eigentliche
Regelung entlastet wird.
[0019] Verfahrensrichtig werden die Parameter der Bewegungssteuerung des Roboterarms an
den gemessenen Druck der Fluidfeder angepaßt, so daß die Bewegungsdaten automatisch
nachgeregelt werden können.
[0020] Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen wird zunächst in vorteilhafter Weise eine
Entlastung der Regelung durch Wegfall von Ungenauigkeiten beim berechneten Druckwert
erreicht. Darüber hinaus können Sicherheitszuschläge oder -abschläge entfallen, wodurch
sich die Fahrdynamik verbessert und die Leistungsgrenze des Roboters können ausgefahren
werden Weiterhin werden Abnormitäten sicher erkannt durch Vergleich des gemessenen
Wertes mit dem berechneten Wert. Auch eignet sich die Möglichkeit der Aufzeichnung
von Druckwerten in ausgewählten Situationen in einem Log-File zu Diagnose- und Wartungszwecken.
[0021] Durch diese erfindungsgemäße adaptive Verwendung der Druckmessung in der Robotersteuerung
ist es nicht notwendig, eine aufwendige und kostenträchtige Druckregelung vorzusehen.
Die Druckfeder kann als rein passive, ungeregelte ausgebildet sein.
[0022] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen aus der
nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung der mechanischen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Gewichtsausgleich eines Roboterarmes;
- Fig. 2
- ein Blockschaltbild zur adaptiven Einbindung des erfindungsgemäß gemessenen Drucks
der Fluidfeder in die Steuerung eines Roboters;
- Fig. 3
- eine genauere und spezifischere schematische Darstellung zum Einfluß der Fluiddruckmessung
bei der Steuerung des Roboters.
[0023] Die Fig. 1 stellt schematisch einen Roboter in Seitenansicht dar. Er weist einen
Sockel 1 auf, auf dem ein Drehkranz 2 angeordnet ist, über den der Roboter mittels
eines ersten nicht dargestellten Motors um seine vertikale A1-Achse drehbar ist. Am
Drehteller 2 ist um die A2-Achse eine Schwinge 3 verschwenkbar angeordnet, der ein
Gewichtsausgleich 4 einer Fluidfeder 5 zugeordnet ist. Um Gewichtsbelastungen insbesondere
des Arms 6, der an dessen Vorderseite 7 angeordneten Werkzeuge sowie gegebenenfalls
auch dort getragene Lasten zu kompensieren. Der Arm 6 ist an der Schwinge 3 um die
A3-Achse schwenkbar angelenkt. Die Schwinge 3 ist um die A2-Achse durch einen ebenfalls
nicht dargestellten Motor (gegenüber der Ansichtsseite auf der Rückseite des Roboters)
und der Arm 6 um die A3-Achse durch einen Motor 8 verschwenkbar. Der Arm 6 weist an
seiner der Vorderseite 7 abgewandten Rückseite drei Motoren 9 zur Betätigung eines
an der Vorderseite 7 anzubringenden Werkzeugs auf. Hierzu erstrecken sich Antriebswellen
durch den Arm 6. An der Fluidfeder 5 befindet sich ein Sensor, der mit 11 schematisch
dargestellt ist und seine Signale zu einer Steuerung 21 überträgt. Weitere zu dieser
führende Signalleitungen sind in der Fig. 1 nicht näher dargestellt (aber der Fig.
2 entnehmbar). Die Steuerung 21 weist Steuerleitungen zu den verschiedenen Motoren
auf, wobei Steuerleitungen 12 zum nicht dargestellten Motor zum Antrieb der Schwinge
3 um die A2-Achse, 13 zum Motor 8 und 14 zu den Motoren 9 in der Fig. 1 angedeutet
sind.
[0024] Die Robotersteuerung ist mit 21 bezeichnet. Der Steuervorgang erfolgt aufgrund einer
Reihe von konstanten Eingangswerten und variablen Eingangswerten. Konstante Eingangswerte
sind beispielsweise Geometriedaten, Massen, Trägheitsmomente, Reibungswerte, Motormomente,
Getriebemomente, Federkonstanten und gegenbenenfalls weitere. Variable Eingangswerte
sind insbesondere die Position oder die Stellung der einzelnen relativ zueinander
beweglichen Roboterkomponenten (Arme), deren Geschwindigkeit, Temperaturen und Motormomente.
Die variablen Eingangswerte werden durch geeignete Meßeinrichtungen, insbesondere
Sensoren und Resolver (letztere insbesondere zur Positions- und Geschwindigkeitsbestimmung)
am Roboter erfaßt und der Robotersteuerung 21 zugeführt.
[0025] Erfindungsgemäß ist nun vorgsehen, daß der durch einen Drucksensor 22 gemessene Druckwert
der Fluidfeder ebenfalls-als tatsächlicher realer variabler Eingangswert der Steuerung
zugeführt und in das mathematische Robotermodell zur Berechnung der Bewegung des Roboters
eingeht. Aufgrund der derart durch die Steuerung 21 aufgenommenen Eingangsdaten, nämlich
konstanten und variablen Eingangswerten erfolgt der Steuerungsvorgang des Roboters
über eine Bahnplanung und Farbprofilgenerierung 23, eine Interpolation sowie Koordinatentransformation
24 und eine nachfolgende Feininterpolation des Bewegungsvorganges 25. Aufgrund der
so gewonnenen Steuerdaten erfolgt eine Positionsregelung 26 der Antriebselektronik
27 wobei gleichzeitig von der Steuerung 21 her eine Momentenvorsteuerung 28 vorgenommen
wird. Die Antriebselektronik 27 steuert derart die Bewegung der Robotermechanik 28,
wodurch, bei einer erfolgenden Bewegung, eine Druckveränderung im Fluid- oder Gewichtsausgleichzylinder
29 erfolgt, die wiederum durch den Drucksensor 22 gemessen, der Robotersteuerung 21
übergeben und bei der weiteren Steuerungsbewegung des Roboters berücksichtigt wird.
[0026] Die Fig. 3 nimmt die konstruktiv mechanische Ausbildung der Fig. 1 sowie der Steuerung
der Fig. 2 nun spezifischer wieder auf. Sie zeigt eine Fluidfeder 5 mit einem fest
dem Drehteller 2 verbundenen Zylinder 5a und einem mit der Schwinge 3 verbundenen
Kolben 5b. Es ist weiterhin der Drucksensor 11 vorhanden, der über einen Verstärker
31 und einem Analog/Digital-Wandler 32 mit einerseits mit einem Speicher 33 und andererseits
mit einer Kompensationseinheit 34 innerhalb der Steuerung 21 verbunden ist.
[0027] Im Speicher 33 werden die zeitlich aufeinandererfolgenden Druckwerte gespeichert
und aus ihnen in einer Einheit zur Mittelwertbildung 35 der Mittelwert der gemessenen
und im Speicher 33 gespeicherten Druckwerte berechnet. Dieser Mittelwert wird einer
Vergleichseinheit 36 zugeführt, die den Mittelwert mit dem aktuell durch den Drucksensor
11 gemessenen Druckwert vergleicht. Ergibt der Vergleich eine Abweichung über eine
vorgegebenen Differenz hinaus, insbesondere also einen sehr hohen Druckabfall, so
erfolgt ein Stopkommando 37, da ein Fehler vorliegt.
[0028] In der Kompensationseinheit 34 wird der gemessene Druckwert über eine Temperaturmessung
38 temperaturbereinigt und geht in die Bewegungsrechnung im Rechner 39 der Steuerungseinrichtung
21 zusammen mit anderen vorgegebenen oder gemessenen Werten wie Trägheit, Zentrifugal-,
Coriolis- und Reibungskräften sowie Schwerkraft ein. Hieraus ergibt sich dann über
eine Verstärker 40 das Steuerungssignal an dem Ausgang 41.
1. Vorrichtung zum Gewichtsausgleich eines Roboterarms (6) eines Roboters, mit einer
Fluidfeder (5), insbesondere einer Gasfeder, mit einer Steuereinrichtung (21) zur
Steuerung der Bewegung des Roboters, mit einem den Druck des Fluids der Fluidfeder
messenden Drucksensor (11, 22), gekennzeichnet durch eine Signalleitung vom Drucksensor zur Steuereinrichtung (21) zum Eingang der Messdaten
des Drucksensors (11, 22) in die Steuerung der Bewegung des Roboters.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mit dem Durcksensor (11, 22) verbundene Grenzwertgeber zur Erzeugung von Signalen
bei erreichten vorgebbaren Druckgrenzwerten.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwertgeber mit einer Schutzeinrichtung (36, 37) zur automatischen Abschaltung
eines Roboterantriebs bei Über- und/oder Unterschreiten eines vorgebbaren Druckgrenzwertes
verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Überwachungseinrichtung (33, 35) zur Überwachung des durch den Drucksensor gemessenen Drucks der Fluidfeder.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (33, 35) zur Überwachung des zeitlichen Druckverlaufs
der Fluidfeder durch Diagnose ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (33, 35) zur Überwachung des gemessenen Drucks sowie
des zeitlich Druckverlaufs der Fluidfeder in Abhängigkeit von Stellungen des Roboterarms
ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung des Roboters die Bewegungsdaten des Roboterarms aufgrund des
gemessenen Drucks der Fluidfeder anpaßt.
8. Verfahren zum Gewichtsausgleich eines Roboterarms (6) eines Roboters, wobei die Gewichtskompensation
des Roboterarms durch eine Fluidfeder (5), insbesondere eine Gasfeder, bewirkt wird
und die Bewegungen des Roboters gesteuert werden, wobei weiterhin der Druck des Fluids
in der Fluidfeder gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der gemessene Druckwert der Fluidfeder als Eingangswert der Steuerung (21) zugeführt
wird und in die Steuerung der Bewegungen des Roboters eingeht.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluiddruck auf Erreichen vorgebbarer Grenzwerte überwacht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Roboterantrieb bei Über- und/oder Unterschreiten eines vorgebbaren Druckgrenzwertes
abgeschaltet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der gemessene Druck der Fluidfeder überwacht wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Druckverlauf der Fluidfeder überwacht wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der gemessene Druck sowie der zeitliche Druckverlauf der Fluidfeder in Abhängigkeit
von Stellungen des Roboterarms überwacht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter der Bewegungssteuerung des Roboterarms an den gemessenen Druck der
Fluidfeder angepaßt werden.
1. Device for the weight balancing of a robot arm (6), having a fluid spring (5), particularly
a gas spring, a control device (21) for controlling the robot movement, a pressure
sensor (11, 22) measuring the pressure of the fluid spring fluid, characterized by a signal line from the pressure sensor to the control device (21) for inputting measured
data of the pressure sensor (11, 22) into the robot movement control.
2. Device according to claim 1, characterized by a limit indicator connected to the pressure sensor (11, 22) for generating signals
on reaching preset pressure limits.
3. Device according to claim 2, characterized in that the limit indicator is connected to a protective device (36, 37) for the automatic
disconnection of a robot drive on passing above and/or below a preset pressure limit.
4. Device according to claim 1, characterized by a monitoring device (33, 35) for monitoring the fluid spring pressure measured by
the pressure sensor.
5. Device according to claim 4, characterized in that the monitoring device (33, 35) is constructed for monitoring the time pressure pattern
of the fluid spring by diagnosis.
6. Device according to claim 5, characterized in that the monitoring device (33, 35) is constructed for monitoring the measured pressure
and the time pressure pattern of the fluid spring as a function of robot arm positions.
7. Device according to claim 1, characterized in that the robot control device adapts the motion data of the robot arm on the basis of
the measured fluid spring pressure.
8. Method for the weight balancing of a robot arm (6), the weight compensation of the
robot arm being brought about by a fluid spring (5), particularly a gas spring and
the movements of the robot are controlled, the fluid pressure in the fluid spring
is measured, characterized in that the measured pressure value of the fluid spring is supplied as an input value to
the control (21) and passes into the robot movement control.
9. Method according to claim 8, characterized in that the fluid pressure is monitored for reaching preset limits.
10. Method according to claim 9, characterized in that the robot drive is disconnected on passing above and/or below a preset pressure limit.
11. Method according to claim 8, characterized in that the measured fluid spring pressure is monitored.
12. Method according to claim 11, characterized in that the time pressure pattern of the fluid spring is monitored.
13. Method according to claim 12, characterized in that the measured pressure and the time pressure pattern of the fluid spring are monitored
as a function of robot arm positions.
14. Method according to claim 8, characterized in that the parameters of the motion control of the robot arm are adapted to the measured
fluid spring pressure.
1. Dispositif d'équilibrage pondéral d'un bras (6) d'un robot, comprenant un ressort
à fluide (5) en particulier un ressort à gaz, un dispositif de commande (21) pour
commander le mouvement du robot, un capteur de pression (11, 22) mesurant la pression
du fluide du ressort à fluide, caractérisé par un circuit de fourniture des signaux du capteur de pression au dispositif de commande
(21) pour l'entrée des données de mesure du capteur de pression (11, 22) dans la commande
du mouvement du robot.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par des indicateurs de valeurs limites reliées au capteur de pression (11, 22) pour la
génération de signaux lorsque des valeurs de pression limite pouvant être prédéfinies
sont atteintes.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'indicateur de valeur limite est relié à un dispositif de protection (36, 37) pour
l'arrêt automatique d'une commande de robot lorsqu'une valeur limite de pression prédéfinie
est dépassée vers le haut et/ou vers le bas.
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par un dispositif de contrôle (33, 35) pour contrôler la pression du ressort à fluide
mesurée par le capteur de pression.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif le contrôle (33, 35) pour contrôler l'excursion dans le temps de la
pression du ressort à fluide présente un diagnostic.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle (33, 35) pour contrôler la pression mesurée ainsi que l'allure
dans le temps de la pression du ressort à fluide est fonction de position du bras
de robot.
7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande du robot adapte les données cinétiques du bras de robot
sur la base de la pression mesurée du ressort à fluide.
8. Procédé d'équilibrage pondéral d'un bras (6) d'un robot, dans lequel la compensation
pondérale du bras de robot est effectuée par un ressort à fluide (5), en particulier
un ressort à gaz et dans lequel les mouvements du robot sont commandés, et dans lequel
en plus, la pression du fluide est mesurée dans le ressort à fluide, caractérisé en ce que la valeur de pression mesurée du ressort à fluide est fournie à la commande (21)
comme valeur d'entrée et entre dans la commande des mouvements du robot.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la pression du fluide est contrôlée par rapport à son arrivée à des valeurs limites
prédéfinies.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la commande de robot est arrêtée lors du dépassement vers le haut et/ou vers le bas
d'une valeur limite de pression prédéfinie.
11. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'on contrôle la pression mesurée du ressort à fluide.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'on contrôle l'excursion dans le temps de la pression du ressort à fluide.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'on contrôle la pression mesurée ainsi que l'excursion dans le temps de la pression
du ressort à fluide en fonction de position du bras de robot.
14. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les paramètres de la commande de mouvement du bras de robot sont adaptés à la pression
mesurée du ressort à fluide.